JP7024636B2 - Manufacturing method of sputtering target - Google Patents

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Description

本発明は、ZnとSnとOを主成分とする酸化物膜を成膜する際に用いられるスパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a sputtering target used for forming an oxide film containing Zn, Sn and O as main components.

上述のZnとSnとOを主成分とする酸化物膜は、可視光領域での透過率に優れ、かつ、赤外線反射特性に優れていることから、窓ガラス等の遮熱膜や赤外線フィルター等に使用されている。
ここで、上述の酸化物膜は、例えば、下記の特許文献1-5に示すように、酸化物からなるスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより成膜される。なお、上述のスパッタリングターゲットとしては、例えば平板形状又は円筒形状をなすものが提供されている。
The above-mentioned oxide film containing Zn, Sn, and O as main components has excellent transmittance in the visible light region and also has excellent infrared reflection characteristics. Therefore, a heat shield film such as a window glass, an infrared filter, etc. Is used for.
Here, the above-mentioned oxide film is formed by, for example, as shown in Patent Document 1-5 below, by performing sputtering using a sputtering target made of an oxide. As the above-mentioned sputtering target, for example, one having a flat plate shape or a cylindrical shape is provided.

特許文献1には、主として錫亜鉛複合酸化物相と金属錫相とで構成された酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットが提案されている。この特許文献1においては、酸化第一錫(SnO)と酸化亜鉛(ZnO)を原料として使用し、酸化第一錫(SnO)を還元することで金属錫相を形成している。
また、特許文献2、3には、ZnとSnの酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットが提案されている。これら特許文献2,3においては、酸化亜鉛(ZnO)と酸化第二錫(SnO)を原料として使用している。
Patent Document 1 proposes a sputtering target composed of an oxide sintered body mainly composed of a tin-zinc composite oxide phase and a metallic tin phase. In Patent Document 1, tin oxide (SnO) and zinc oxide (ZnO) are used as raw materials, and tin oxide (SnO) is reduced to form a metallic tin phase.
Further, Patent Documents 2 and 3 propose a sputtering target composed of an oxide sintered body of Zn and Sn. In these Patent Documents 2 and 3, zinc oxide (ZnO) and stannous oxide (SnO 2 ) are used as raw materials.

さらに、特許文献4には、実質的に錫、亜鉛および酸素からなる酸化物焼結体であって、主として錫亜鉛複合酸化物相と酸化錫相とから構成されているスパッタリングターゲットが提案されている。この特許文献4においては、酸化亜鉛(ZnO)と酸化第二錫(SnO)を原料として使用している。
また、特許文献5には、酸化亜鉛と酸化錫のうち少なくとも一方の金属酸化物と、金属粉末とが焼結されたスパッタリングターゲットが提案されている。
Further, Patent Document 4 proposes a sputtering target which is an oxide sintered body substantially composed of tin, zinc and oxygen and is mainly composed of a tin-zinc composite oxide phase and a tin oxide phase. There is. In this Patent Document 4, zinc oxide (ZnO) and stannous oxide (SnO 2 ) are used as raw materials.
Further, Patent Document 5 proposes a sputtering target in which at least one metal oxide of zinc oxide and tin oxide and a metal powder are sintered.

特開2013-177260号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-177260 特開2010-037161号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-037161 特開2010-031364号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-031364 特開2007-314364号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-314364 特開2014-167162号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-167162

ところで、特許文献1に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、相対密度は91.1~93.6%程度であって、密度が十分に高いものは得られていない。
また、錫亜鉛複合酸化物相と金属錫相が主相とされており、ターゲットスパッタ面において、錫亜鉛複合酸化物相の領域と金属錫相の領域とで比抵抗値が大きく異なるため、スパッタ時における異常放電の発生回数が多くなるおそれがあった。さらに、錫亜鉛複合酸化物相と金属錫相との熱膨張係数が大きく異なることから、スパッタ時に温度が上昇した際に、熱膨張によってターゲット表面に割れが生じてしまい、安定してスパッタを行うことができないおそれがあった。
By the way, in the sputtering target described in Patent Document 1, the relative density is about 91.1 to 93.6%, and the one having a sufficiently high density has not been obtained.
Further, the tin-zinc composite oxide phase and the metallic tin phase are the main phases, and the specific resistance value differs greatly between the tin-zinc composite oxide phase region and the metallic tin phase region on the target sputter surface, so that sputtering occurs. There was a risk that the number of abnormal discharges would increase. Furthermore, since the coefficient of thermal expansion of the tin-zinc composite oxide phase and the metallic tin phase are significantly different, when the temperature rises during sputtering, the surface of the target is cracked due to thermal expansion, and stable sputtering is performed. There was a risk that it could not be done.

また、特許文献2、3に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、ターゲット自体の抵抗が非常に高く、DC(直流)スパッタが困難であることから、RF(高周波)スパッタを行うことを前提としている。このRF(高周波)スパッタにおいては、成膜速度が遅く、生産性が低下するといった問題があった。
さらに、特許文献4に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、DCスパッタが可能であると記載されているが、その比抵抗値が例えば数10Ω・cmと比較的高いため、DC(直流)スパッタを安定して実施することが困難であった。
Further, in the sputtering targets described in Patent Documents 2 and 3, since the resistance of the target itself is very high and DC (direct current) sputtering is difficult, it is premised that RF (radio frequency) sputtering is performed. In this RF (radio frequency) sputtering, there are problems that the film forming speed is slow and the productivity is lowered.
Further, although it is described that DC sputtering is possible in the sputtering target described in Patent Document 4, the specific resistance value thereof is relatively high, for example, several tens of Ω · cm, so that DC (direct current) sputtering is stable. It was difficult to carry out.

また、特許文献5に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、金属粉末と酸化物とを焼結していることから、金属粉末が分散して金属相として存在することでターゲットの導電性が向上し、DCスパッタ可能であると記載されている。しかしながら、特許文献5においては、金属粉末と酸化物とを単に焼結していることから、焼結温度を金属粉末の融点以上に設定すると金属粉末が溶け出してしまうため、焼結温度を高く設定することができず、密度を十分に向上することが困難であった。さらに、焼結時に用いた金属粉末によって金属相が構成されていることから、金属相の大きさは金属粉末の粒径に依存することになるため、微細な金属相を、偏析なく、且つ、均一に分散させることは困難であった。
以上のように、特許文献5に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、空隙が多く存在し、かつ、金属相が不均一に存在することから、スパッタ時における異常放電の発生回数が多くなるおそれがあった。また、スパッタ時に割れが生じてしまい、安定してスパッタを行うことができないおそれがあった。
Further, in the sputtering target described in Patent Document 5, since the metal powder and the oxide are sintered, the metal powder is dispersed and exists as a metal phase, so that the conductivity of the target is improved. It is stated that DC sputtering is possible. However, in Patent Document 5, since the metal powder and the oxide are simply sintered, if the sintering temperature is set to be equal to or higher than the melting point of the metal powder, the metal powder will melt out, so that the sintering temperature is raised. It was not possible to set it, and it was difficult to sufficiently improve the density. Further, since the metal phase is composed of the metal powder used at the time of sintering, the size of the metal phase depends on the particle size of the metal powder, so that the fine metal phase can be separated without segregation. It was difficult to disperse evenly.
As described above, in the sputtering target described in Patent Document 5, since many voids are present and the metal phase is non-uniformly present, the number of abnormal discharges during sputtering may increase. rice field. In addition, cracks may occur during sputtering, and stable sputtering may not be possible.

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、異常放電の発生を抑制することができるとともに、比抵抗値が十分に低く安定してDCスパッタが可能なスパッタリングターゲットの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is a method for manufacturing a sputtering target capable of suppressing the occurrence of abnormal discharge, having a sufficiently low resistivity value, and stably performing DC sputtering. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、偏析なく均一に分散した金属錫相を有するスパッタリングターゲットにおいては、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することができるとともに、母相となる酸化物相同士の粒子間を埋めるように金属錫相が分散することにより、相対密度を向上させることができるとの知見を得た。 As a result of diligent studies by the present inventors in order to solve the above problems, in a sputtering target having a tin oxide phase and a tin-zinc composite oxide phase as the main phases and having a metallic tin phase uniformly dispersed without segregation. Can suppress the occurrence of abnormal discharge during sputtering, and can improve the relative density by dispersing the metallic tin phase so as to fill the gaps between the particles of the oxide phases serving as the parent phase. I got the knowledge of.

本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、ZnとSnとOを主成分とし、ZnとSnを原子比でZn/(Zn+Sn)が0.1以上0.6以下の範囲内となるように含有し、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、金属錫相を有するスパッタリングターゲットの製造方法であって、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と酸化第一錫(SnO)粉を混合して原料粉を得る原料粉形成工程と、得られた前記原料粉を加圧しながら加熱して焼結し、焼結体を得る焼結工程と、を有し、前記焼結工程において、酸化第一錫(SnO)を反応させて、前記金属錫相を生成させることを特徴としている。 The present invention has been made based on the above findings, and the method for manufacturing a sputtering target of the present invention contains Zn, Sn and O as main components, and Zn / (Zn + Sn) is an atomic ratio of Zn and Sn. A method for producing a sputtering target containing a tin oxide phase and a tin-zinc composite oxide phase as main phases and having a metallic tin phase, which is contained so as to be in the range of 0.1 or more and 0.6 or less. A raw material powder forming step of mixing zinc oxide (ZnO) powder, tin oxide (SnO 2 ) powder, and stannous oxide (SnO) powder to obtain a raw material powder, and heating while pressurizing the obtained raw material powder. It has a sintering step of obtaining a sintered body, and is characterized in that in the sintering step, stannous oxide (SnO) is reacted to generate the metallic tin phase. ..

本発明のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と酸化第一錫(SnO)粉を混合して原料粉を得る原料粉形成工程と、得られた前記原料粉を加圧しながら加熱して焼結し、焼結体を得る焼結工程と、を有しているので、焼結工程において、均一に混合された酸化第一錫(SnO)粉が、以下の反応式のように反応し、金属錫相が生成することになる。
2SnO → Sn + SnO
よって、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、偏析なく均一に分散した金属錫相を有し、異常放電の発生を抑制することができるとともに、比抵抗値が十分に低く安定してDCスパッタが可能なスパッタリングターゲットを製造することが可能となる。
According to the method for producing a sputtering target of the present invention, a raw material powder forming step of mixing zinc oxide (ZnO) powder, stannic oxide (SnO 2 ) powder and stannous oxide (SnO) powder to obtain a raw material powder. Since the obtained raw material powder has a sintering step of heating the obtained raw material powder while pressurizing and sintering to obtain a sintered body, the zinc oxide uniformly mixed in the sintering step ( SnO) The powder reacts according to the following reaction formula to form a metallic tin phase.
2SnO → Sn + SnO 2
Therefore, the tin oxide phase and the tin-zinc composite oxide phase are the main phases, and the metallic tin phase is uniformly dispersed without segregation, so that the occurrence of abnormal discharge can be suppressed and the resistivity value is sufficient. It is possible to manufacture a sputtering target capable of DC sputtering in a low and stable manner.

ここで、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法においては、前記原料粉形成工程において、前記原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量が1mol%以上20mol%以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、前記原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量が1mol%以上とされているので、酸化第一錫(SnO)粉の割合が確保され、上述の反応式によって金属錫相を確実に生成することが可能となる。一方、前記原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量が20mol%以下とされているので、金属錫相が必要以上に形成されることがなく、金属の溶け出しを確実に抑制することができる。
Here, in the method for producing a sputtering target of the present invention, the content of tin oxide (SnO) powder in the raw material powder is within the range of 1 mol% or more and 20 mol% or less in the raw material powder forming step. Is preferable.
In this case, since the content of the stannous oxide (SnO) powder in the raw material powder is 1 mol% or more, the ratio of the stannous oxide (SnO) powder is secured, and the metallic tin phase is obtained by the above reaction formula. Can be reliably generated. On the other hand, since the content of the stannous oxide (SnO) powder in the raw material powder is 20 mol% or less, the metallic tin phase is not formed more than necessary, and the leaching of the metal is surely suppressed. be able to.

また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法においては、酸化第二錫(SnO)粉の平均粒径が30μm以下とされ、酸化第一錫(SnO)粉の平均粒径が30μm以下とされていることが好ましい。
この場合、酸化第一錫(SnO)粉の平均粒径が30μm以下とされているので、微細な金属錫相を形成することが可能となる。また、酸化第二錫(SnO)粉の平均粒径が30μm以下とされているので、酸化第一錫(SnO)粉を包囲し、金属錫相の凝集や金属の溶け出しを抑制することができる。
Further, in the method for producing a sputtering target of the present invention, the average particle size of the tin oxide (SnO 2 ) powder is 30 μm or less, and the average particle size of the tin oxide (SnO) powder is 30 μm or less. It is preferable to have.
In this case, since the average particle size of the stannous oxide (SnO) powder is 30 μm or less, it is possible to form a fine metallic tin phase. Further, since the average particle size of the tin oxide (SnO 2 ) powder is 30 μm or less, the tin oxide (SnO) powder is surrounded to suppress the aggregation of the metallic tin phase and the dissolution of the metal. Can be done.

また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法においては、前記焼結工程においては、非酸化雰囲気で、焼結温度を950℃以上1200℃以下の範囲内、前記焼結温度での保持時間を180分以上300分以下の範囲内、加圧圧力を40MPa以下とすることが好ましい。
この場合、前記焼結工程の条件を上述のように規定しているので、相対密度の高い焼結体を確実に成形することが可能となる。また、上述の反応式によって金属錫相を確実に生成することが可能となる。
Further, in the method for manufacturing a sputtering target of the present invention, in the sintering step, the sintering temperature is in the range of 950 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower in a non-oxidizing atmosphere, and the holding time at the sintering temperature is 180 minutes. It is preferable that the pressurizing pressure is 40 MPa or less within the range of 300 minutes or less.
In this case, since the conditions of the sintering step are defined as described above, it is possible to reliably form a sintered body having a high relative density. In addition, the above-mentioned reaction formula makes it possible to reliably generate a metallic tin phase.

本発明によれば、異常放電の発生を抑制することができるとともに、比抵抗値が十分に低く安定してDCスパッタが可能なスパッタリングターゲットの製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a sputtering target capable of suppressing the occurrence of abnormal discharge and stably performing DC sputtering with a sufficiently low resistivity value.

本発明の実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法によって製造されるスパッタリングターゲットの組織観察写真(EPMA像)である。6 is a microstructure observation photograph (EPMA image) of a sputtering target manufactured by the method for manufacturing a sputtering target according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法を示すフロー図である。It is a flow figure which shows the manufacturing method of the sputtering target which is an embodiment of this invention. 実施例において、XRD分析によって、金属錫相の有無を確認した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having confirmed the presence or absence of a metallic tin phase by XRD analysis in an Example.

以下に、本発明の一実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法について、添付した図面を参照して説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a sputtering target according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

まず、本実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法によって製造されるスパッタリングターゲットについて説明する。
このスパッタリングターゲットは、ZnとSnとOを主成分とし、ZnとSnを原子比でZn/(Zn+Sn)が0.1以上0.6以下の範囲内となるように含有している。
また、本実施形態のスパッタリングターゲットにおいては、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相を主相とするとともに、金属錫相を有している。なお、本実施形態においては、X線回折分析の結果、酸化錫相が酸化第二錫相(SnO相)であり、錫亜鉛複合酸化物相がZnSnO相であることが確認されている。
ここで、X線回折分析において、Zn、Sn,Oで構成される物質に対応する最大ピークが、その他の物質に対応するピークよりも大きい場合に、ZnとSnとOが主成分であると判断する。
First, a sputtering target manufactured by the method for manufacturing a sputtering target according to the present embodiment will be described.
This sputtering target contains Zn, Sn, and O as main components, and contains Zn and Sn so that the atomic ratio of Zn / (Zn + Sn) is in the range of 0.1 or more and 0.6 or less.
Further, the sputtering target of the present embodiment has a tin oxide phase and a tin-zinc composite oxide phase as main phases and a metallic tin phase. In this embodiment, as a result of X-ray diffraction analysis, it was confirmed that the tin oxide phase is the stannic oxide phase (SnO 2 phase) and the tin-zinc composite oxide phase is the Zn 2 SnO 4 phase. ing.
Here, in the X-ray diffraction analysis, when the maximum peak corresponding to the substance composed of Zn, Sn, and O is larger than the peak corresponding to other substances, it is assumed that Zn, Sn, and O are the main components. to decide.

本実施形態のスパッタリングターゲットにおいては、図1に示すように、母相となる酸化物相(酸化錫相及び錫亜鉛複合酸化物相)中に金属錫相が分散した組織とされており、上述の金属錫相が偏析なく、かつ、均一に分散している。ここで、図1において、白色部が金属錫相、薄い灰色部が酸化錫相(SnO)、濃い灰色部が錫亜鉛複合酸化物相(ZnSnO)である。 As shown in FIG. 1, the sputtering target of the present embodiment has a structure in which the metallic tin phase is dispersed in the oxide phase (tin oxide phase and tin-zinc composite oxide phase) which is the parent phase, and is described above. The metallic tin phase is uniformly dispersed without segregation. Here, in FIG. 1, the white portion is a metallic tin phase, the light gray portion is a tin oxide phase (SnO 2 ), and the dark gray portion is a tin-zinc composite oxide phase (Zn 2 SnO 4 ).

また、本実施形態のスパッタリングターゲットにおいては、相対密度が95%以上とされている。
さらに、本実施形態のスパッタリングターゲットにおいては、その比抵抗値が1Ω・cm以下とされている。
Further, in the sputtering target of the present embodiment, the relative density is 95% or more.
Further, in the sputtering target of the present embodiment, the specific resistance value is set to 1 Ω · cm or less.

以下に、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおける原子比、相対密度、比抵抗値について、上述のように規定した理由について説明する。 Hereinafter, the reasons for defining the atomic ratio, relative density, and resistivity value in the sputtering target of the present embodiment as described above will be described.

(原子比Zn/(Zn+Sn):0.1以上0.6以下)
本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、遮熱膜となる酸化物膜を成膜するものであり、可視光領域における透過率、赤外線反射特性を満足する必要がある。
ここで、ZnとSnを原子比でZn/(Zn+Sn)が0.1以上0.6以下の範囲内となるように含有することにより、上述した各種特性を満足する酸化物膜を成膜することができる。
なお、各種特性に優れた酸化物膜を確実に成膜するためには、原子比Zn/(Zn+Sn)の下限を0.2以上とすることが好ましく、0.25以上とすることがさらに好ましい。また、原子比Zn/(Zn+Sn)の上限を0.5以下とすることが好ましく、0.4以下とすることがさらに好ましい。
(Atomic ratio Zn / (Zn + Sn): 0.1 or more and 0.6 or less)
In the sputtering target of the present embodiment, an oxide film to be a heat shield film is formed, and it is necessary to satisfy the transmittance and infrared reflection characteristics in the visible light region.
Here, by containing Zn and Sn so that Zn / (Zn + Sn) is in the range of 0.1 or more and 0.6 or less in atomic ratio, an oxide film satisfying the above-mentioned various characteristics is formed. be able to.
In order to reliably form an oxide film having excellent various characteristics, the lower limit of the atomic ratio Zn / (Zn + Sn) is preferably 0.2 or more, and more preferably 0.25 or more. .. Further, the upper limit of the atomic ratio Zn / (Zn + Sn) is preferably 0.5 or less, and more preferably 0.4 or less.

(相対密度:95%以上)
相対密度は、測定密度を理論密度で除したものである。本実施形態においては、理論密度は、リートベルト法によって金属錫相の含有量を算出し、残りのSn及びZnが、それぞれSnO、ZnOであると仮定して、以下の式で算出した。
理論密度=100/{(Wa/Da)+(Wb/Db)+(Wc/Dc)}
Wa:SnOの含有量(質量%)
Da:SnOの理論密度(6.95g/cm
Wb:ZnOの含有量(質量%)
Db:ZnOの理論密度(5.61g/cm
Wc:金属Snの含有量(質量%)
Dc:金属Snの理論密度(7.30g/cm
(Relative density: 95% or more)
Relative density is the measured density divided by the theoretical density. In the present embodiment, the theoretical density is calculated by the following formula, assuming that the content of the metallic tin phase is calculated by the Rietveld method and the remaining Sn and Zn are SnO 2 and ZnO, respectively.
Theoretical density = 100 / {(Wa / Da) + (Wb / Db) + (Wc / Dc)}
Wa: SnO 2 content (% by mass)
Da: Theoretical density of SnO 2 (6.95 g / cm 3 )
Wb: ZnO content (% by mass)
Db: Theoretical density of ZnO (5.61 g / cm 3 )
Wc: Metal Sn content (% by mass)
Dc: Theoretical density of metal Sn (7.30 g / cm 3 )

上記式で算出されるスパッタリングターゲットの相対密度が95%未満であると、空隙が多く存在することになり、スパッタ時に異常放電が発生しやすくなるおそれがある。また、スパッタ後に、スパッタリングターゲットに割れが生じるおそれがある。そこで、本実施形態においては、相対密度を95%以上に規定している。ここで、スパッタリングターゲットの密度が、原料粉の反応等によって上記式により算出する理論密度を超える場合があり、そのときは相対密度が100%を超えることになる。
なお、異常放電の発生やスパッタ時の割れの発生をさらに抑制するためには、スパッタリングターゲットの相対密度を96%以上とすることが好ましく、98%以上とすることがさらに好ましい。また、相対密度の上限に特に制限はないが、相対密度105%以上の焼結体については作製が困難である。
If the relative density of the sputtering target calculated by the above formula is less than 95%, a large number of voids will be present, and there is a possibility that abnormal discharge is likely to occur during sputtering. In addition, the sputtering target may be cracked after sputtering. Therefore, in this embodiment, the relative density is specified to be 95% or more. Here, the density of the sputtering target may exceed the theoretical density calculated by the above formula due to the reaction of the raw material powder or the like, in which case the relative density exceeds 100%.
In order to further suppress the occurrence of abnormal discharge and cracking during sputtering, the relative density of the sputtering target is preferably 96% or more, and more preferably 98% or more. Further, although the upper limit of the relative density is not particularly limited, it is difficult to produce a sintered body having a relative density of 105% or more.

(比抵抗値:1Ω・cm以下)
DCスパッタを安定して行うために、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、比抵抗値を1Ω・cm以下とすることが好ましく、0.1Ω・cm以下とすることがさらに好ましい。なお、比抵抗値の下限は特に制限されないが、例えば0.001Ω・cm以上である。
(Specific resistance value: 1Ω ・ cm or less)
In order to stably perform DC sputtering, in the sputtering target of the present embodiment, the specific resistance value is preferably 1 Ω · cm or less, and more preferably 0.1 Ω · cm or less. The lower limit of the specific resistance value is not particularly limited, but is, for example, 0.001 Ω · cm or more.

次に、本実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法について、図2のフロー図を参照して説明する。 Next, the method for manufacturing the sputtering target according to the present embodiment will be described with reference to the flow chart of FIG.

(原料粉形成工程S01)
まず、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と酸化第一錫(SnO)粉とを準備し、これらを混合して、原料粉を得る。このとき、ZnとSnを原子比でZn/(Zn+Sn)が0.1以上0.6以下の範囲内となるように、酸化亜鉛(ZnO)粉と、酸化第二錫(SnO)粉と酸化第一錫(SnO)粉とを秤量する。
秤量した酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と酸化第一錫(SnO)粉を、ボールミル等の混合装置を用いて混合する。なお、これらの粉を混合する際には、不活性ガス雰囲気等の非酸化雰囲気で実施することが好ましい。
(Raw material powder forming step S01)
First, zinc oxide (ZnO) powder, stannous oxide (SnO 2 ) powder, and stannous oxide (SnO) powder are prepared and mixed to obtain a raw material powder. At this time, zinc oxide (ZnO) powder and stannous tin oxide (SnO 2 ) powder are used so that Zn / (Zn + Sn) is in the range of 0.1 or more and 0.6 or less in terms of atomic ratio of Zn and Sn. Weigh with tin oxide (SnO) powder.
The weighed zinc oxide (ZnO) powder, stannous oxide (SnO 2 ) powder, and stannous oxide (SnO) powder are mixed using a mixing device such as a ball mill. When mixing these powders, it is preferable to carry out the mixing in a non-oxidizing atmosphere such as an inert gas atmosphere.

ここで、本実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法においては、原料粉として酸化第一錫(SnO)粉を用いており、後述する焼結工程S02において、酸化第一錫(SnO)が、以下の反応式に示す反応によって、金属錫相が生成することになる。
2SnO → Sn + SnO
Here, in the method for manufacturing a sputtering target according to the present embodiment, tin oxide (SnO) powder is used as the raw material powder, and in the sintering step S02 described later, the stannous oxide (SnO) is described below. A metallic tin phase is formed by the reaction shown in the reaction formula of.
2SnO → Sn + SnO 2

ここで、本実施形態においては、原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量が1mol%以上20mol%以下の範囲内とすることが好ましい。
原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量が1mol%以上であれば、金属錫相を確実に生成することが可能となる。一方、原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量が20mol%以下であれば、金属錫相が必要以上に生成せず、金属の溶け出しを確実に抑制することが可能となる。
なお、原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量の下限は、3mol%以上とすることがさらに好ましく、5mol%以上とすることがより好ましい。一方、原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量の上限は、18mol%以下とすることがさらに好ましく、15mol%以下とすることがより好ましい。
Here, in the present embodiment, the content of tin oxide (SnO) powder in the raw material powder is preferably in the range of 1 mol% or more and 20 mol% or less.
When the content of the stannous oxide (SnO) powder in the raw material powder is 1 mol% or more, the metallic tin phase can be reliably produced. On the other hand, when the content of the stannous oxide (SnO) powder in the raw material powder is 20 mol% or less, the metallic tin phase is not generated more than necessary, and it is possible to surely suppress the leaching of the metal.
The lower limit of the content of tin oxide (SnO) powder in the raw material powder is more preferably 3 mol% or more, and further preferably 5 mol% or more. On the other hand, the upper limit of the content of tin oxide (SnO) powder in the raw material powder is more preferably 18 mol% or less, more preferably 15 mol% or less.

微細な金属錫相を形成するためには、酸化第一錫(SnO)粉の平均粒径を30μm以下とすることが好ましく、25μm以下とすることがさらに好ましい。なお、酸化第一錫(SnO)粉の平均粒径の下限は、特に制限はないが、例えば、0.1μm以上とすることが好ましい。
また、酸化第一錫(SnO)粉を包囲して金属の溶け出しを抑制するためには、酸化第二錫(SnO)粉の平均粒径は30μm以下とすることが好ましく、25μm以下することがさらに好ましい。なお、酸化第二錫(SnO)粉の平均粒径の下限は、特に制限はないが、例えば、0.1μm以上とすることが好ましい。
さらに、酸化亜鉛(ZnO)粉の平均粒径は0.1μm以上100μm以下の範囲内とすることが好ましい。
In order to form a fine metallic tin phase, the average particle size of the stannous oxide (SnO) powder is preferably 30 μm or less, more preferably 25 μm or less. The lower limit of the average particle size of the stannous oxide (SnO) powder is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more, for example.
Further, in order to surround the stannous oxide (SnO) powder and suppress the leaching of the metal, the average particle size of the stannous oxide (SnO 2 ) powder is preferably 30 μm or less, preferably 25 μm or less. Is even more preferable. The lower limit of the average particle size of the tin oxide (SnO 2 ) powder is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more, for example.
Further, the average particle size of the zinc oxide (ZnO) powder is preferably in the range of 0.1 μm or more and 100 μm or less.

(焼結工程S02)
次に、混合して得られた原料粉を、成形型に充填し、加圧しながら加熱して焼結し、焼結体を得る。
この焼結工程S02において、均一に混合された酸化第一錫(SnO)粉が上述の反応式のように反応することにより、金属錫相が、偏析なく、且つ、均一に形成されることになる。すなわち、本実施形態では、反応焼結することよって、金属錫相を形成しているのである。
(Sintering step S02)
Next, the raw material powder obtained by mixing is filled in a molding die, heated while being pressurized, and sintered to obtain a sintered body.
In this sintering step S02, the tin oxide (SnO) powder uniformly mixed reacts as in the above reaction formula, so that the metallic tin phase is uniformly formed without segregation. Become. That is, in the present embodiment, the metallic tin phase is formed by reaction sintering.

ここで、本実施形態では、焼結工程S02における焼結温度を950℃以上1200℃以下の範囲内、前記焼結温度での保持時間を180分以上300分以下の範囲内、加圧圧力を40MPa以下とすることが好ましい。また、雰囲気は、非酸化雰囲気とすることが好ましく、本実施形態では、20Pa以下の真空雰囲気とする。 Here, in the present embodiment, the sintering temperature in the sintering step S02 is in the range of 950 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, the holding time at the sintering temperature is in the range of 180 minutes or more and 300 minutes or less, and the pressurizing pressure is set. It is preferably 40 MPa or less. The atmosphere is preferably a non-oxidizing atmosphere, and in the present embodiment, a vacuum atmosphere of 20 Pa or less is used.

焼結温度が950℃以上であれば、焼結体の密度を十分に向上させることが可能となる。一方、焼結温度が1200℃以下であれば、金属の溶け出しを確実に抑制することが可能となる。なお、焼結温度の上限は、1100℃以下とすることがさらに好ましい。 When the sintering temperature is 950 ° C. or higher, the density of the sintered body can be sufficiently improved. On the other hand, when the sintering temperature is 1200 ° C. or lower, it is possible to reliably suppress the leaching of the metal. The upper limit of the sintering temperature is more preferably 1100 ° C. or lower.

前記焼結温度での保持時間が180分以上であれば、焼結体の密度を十分に向上させることが可能となる。一方、前記焼結温度での保持時間が300分以下であれば、金属の溶け出しを確実に抑制することが可能となる。なお、前記焼結温度での保持時間の下限は、200分以上とすることがさらに好ましい。また、前記焼結温度での保持時間の上限は、280分以下とすることがさらに好ましい。 If the holding time at the sintering temperature is 180 minutes or more, the density of the sintered body can be sufficiently improved. On the other hand, if the holding time at the sintering temperature is 300 minutes or less, it is possible to reliably suppress the leaching of the metal. The lower limit of the holding time at the sintering temperature is more preferably 200 minutes or more. Further, it is more preferable that the upper limit of the holding time at the sintering temperature is 280 minutes or less.

また、加圧圧力を40MPa以下とすることにより、金属の溶け出しを確実に抑制することが可能となる。加圧圧力の上限は、35MPa以下とすることがさらに好ましい。なお、加圧圧力の下限は、0でもよいが、20MPa以上とすることで、焼結体の高密度化を図ることが可能となる。
さらに、非酸化雰囲気で焼結することにより、金属錫の酸化を抑制でき、金属錫相を確実に形成することが可能となる。
Further, by setting the pressurizing pressure to 40 MPa or less, it is possible to surely suppress the leaching of the metal. The upper limit of the pressurizing pressure is more preferably 35 MPa or less. The lower limit of the pressurizing pressure may be 0, but by setting it to 20 MPa or more, it is possible to increase the density of the sintered body.
Further, by sintering in a non-oxidizing atmosphere, oxidation of metallic tin can be suppressed, and a metallic tin phase can be reliably formed.

(機械加工工程S03)
次に、得られた焼結体に対して、所定サイズとなるように、機械加工を行う。これにより、本実施形態であるスパッタリングターゲットが製造される。
(Machining process S03)
Next, the obtained sintered body is machined so as to have a predetermined size. As a result, the sputtering target according to the present embodiment is manufactured.

以上のような構成とされた本実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法によれば、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と酸化第一錫(SnO)粉を混合して原料粉を得る原料粉形成工程S01と、得られた原料粉を加圧しながら加熱して焼結し、焼結体を得る焼結工程S02と、を有しているので、焼結工程S02において、均一に混合された酸化第一錫(SnO)粉が、上述の反応式に示す反応によって、金属錫相が生成することになる。
よって、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、偏析なく均一に分散した金属錫相を有し、異常放電の発生を抑制することができるとともに、比抵抗値が十分に低く安定してDCスパッタが可能なスパッタリングターゲットを製造することが可能となる。
According to the method for producing a sputtering target according to the present embodiment having the above configuration, zinc oxide (ZnO) powder, stannic oxide (SnO 2 ) powder, and stannous oxide (SnO) powder are mixed. Since it has a raw material powder forming step S01 for obtaining the raw material powder and a sintering step S02 for obtaining a sintered body by heating the obtained raw material powder while pressurizing it, the sintering step S02. In, the uniformly mixed stannous oxide (SnO) powder will form a metallic tin phase by the reaction shown in the above reaction formula.
Therefore, the tin oxide phase and the tin-zinc composite oxide phase are the main phases, and the metallic tin phase is uniformly dispersed without segregation, so that the occurrence of abnormal discharge can be suppressed and the resistivity value is sufficient. It is possible to manufacture a sputtering target capable of DC sputtering in a low and stable manner.

また、本実施形態では、原料粉形成工程S01において、原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量が1mol%以上とされているので、酸化第一錫(SnO)粉の割合が確保され、上述の反応式によって金属錫相を確実に生成することが可能となる。一方、原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量が20mol%以下とされているので、金属錫相が必要以上に形成されることがなく、金属の溶け出しを確実に抑制することが可能となる。 Further, in the present embodiment, in the raw material powder forming step S01, the content of the stannous oxide (SnO) powder in the raw material powder is 1 mol% or more, so that the ratio of the stannous oxide (SnO) powder is secured. The above-mentioned reaction formula makes it possible to reliably produce a metallic tin phase. On the other hand, since the content of tin oxide (SnO) powder in the raw material powder is 20 mol% or less, the metallic tin phase is not formed more than necessary, and the leaching of the metal is surely suppressed. Is possible.

さらに、本実施形態では、原料粉形成工程S01において、酸化第一錫(SnO)粉の平均粒径が30μm以下とされているので、微細な金属錫相を形成することが可能となる。また、酸化第二錫(SnO)粉の平均粒径が30μm以下とされているので、酸化第一錫(SnO)粉を包囲し、金属錫相の凝集や金属の溶け出しを抑制することができる。 Further, in the present embodiment, since the average particle size of the stannous oxide (SnO) powder is 30 μm or less in the raw material powder forming step S01, it is possible to form a fine metallic tin phase. Further, since the average particle size of the tin oxide (SnO 2 ) powder is 30 μm or less, the tin oxide (SnO) powder is surrounded to suppress the aggregation of the metallic tin phase and the dissolution of the metal. Can be done.

また、本実施形態では、焼結工程S02において、非酸化雰囲気で、焼結温度を950℃以上1200℃以下の範囲内、前記焼結温度での保持時間を180分以上300分以下の範囲内、加圧圧力を40MPa以下としているので、相対密度の高い焼結体を確実に成形することが可能となる。また、上述の反応式によって金属錫相を確実に生成することが可能となる。 Further, in the present embodiment, in the sintering step S02, the sintering temperature is within the range of 950 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, and the holding time at the sintering temperature is within the range of 180 minutes or longer and 300 minutes or lower in a non-oxidizing atmosphere. Since the pressurizing pressure is 40 MPa or less, it is possible to reliably form a sintered body having a high relative density. In addition, the above-mentioned reaction formula makes it possible to reliably generate a metallic tin phase.

本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法によって製造されたスパッタリングターゲットは、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、金属錫相を有しているので、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することができる。また、母相となる酸化物相同士の間に金属錫相が十分に充填されることになり、相対密度を向上させることができる。さらに、スパッタ時に温度が上昇した場合であっても、熱膨張によるターゲット表面の割れの発生を抑制することができる。 The sputtering target manufactured by the method for manufacturing a sputtering target of the present embodiment has a tin oxide phase and a tin-zinc composite oxide phase as main phases and also has a metallic tin phase, so that an abnormal discharge occurs during sputtering. Can be suppressed. Further, the metallic tin phase is sufficiently filled between the oxide phases serving as the parent phase, and the relative density can be improved. Further, even when the temperature rises during sputtering, it is possible to suppress the occurrence of cracks on the target surface due to thermal expansion.

また、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、さらに、相対密度が95%以上とされているので、空隙が少なく、スパッタ時の異常放電の発生を抑制することができる。また、スパッタ時における割れの発生を抑制することができる。
さらに、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、ZnとSnを原子比でZn/(Zn+Sn)が0.1以上0.6以下の範囲内となるように含有しているので、透過性、赤外線反射特性に優れた酸化物膜を成膜することができる。
Further, in the sputtering target of the present embodiment, since the relative density is 95% or more, there are few voids, and it is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge during sputtering. In addition, it is possible to suppress the occurrence of cracks during spattering.
Further, in the sputtering target of the present embodiment, Zn / (Zn + Sn) is contained so that the atomic ratio of Zn / (Zn + Sn) is in the range of 0.1 or more and 0.6 or less, so that the transmissivity and infrared rays are contained. It is possible to form an oxide film having excellent reflection characteristics.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the invention.

以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験の結果について説明する。 The results of the confirmation experiment conducted to confirm the effectiveness of the present invention will be described below.

(スパッタリングターゲット)
原料粉として、酸化亜鉛粉(ZnO粉:純度99.9mass%以上、平均粒径10.0μm)、酸化第二錫粉(SnO粉:純度99.99mass%以上、平均粒径25μm)、酸化第一錫粉(SnO粉:純度99.99mass%以上,平均粒径25μm)を準備した。また、比較例に用いる原料粉として、金属亜鉛粉(金属Zn粉:純度99mass%以上,平均粒径4.0μm)、及び、金属錫粉(金属Sn粉:純度99mass%以上、平均粒径15.0μm)を準備した。
(Sputtering target)
As raw material powder, zinc oxide powder (ZnO powder: purity 99.9 mass% or more, average particle size 10.0 μm), stannic oxide powder (SnO 2 powder: purity 99.99 mass% or more, average particle size 25 μm), oxidation First tin powder (SnO powder: purity 99.99 mass% or more, average particle size 25 μm) was prepared. Further, as raw material powders used in the comparative examples, metallic zinc powder (metal Zn powder: purity 99 mass% or more, average particle size 4.0 μm) and metallic tin powder (metal Sn powder: purity 99 mass% or more, average particle size 15). .0 μm) was prepared.

これらの原料を、表1に記載のmol比となるように秤量し、ポリエチレン製のポット内に、秤量した原料と、この原料の3倍の重量のジルコニアボール(直径:5mm)と溶剤を投入し、ボールミル装置によって16時間湿式混合した。混合、乾燥後に篩分けしてジルコニアボールと混合粉とを分離した。 These raw materials were weighed so as to have the mol ratio shown in Table 1, and the weighed raw materials, zirconia balls (diameter: 5 mm) and a solvent three times as heavy as the raw materials were put into a polyethylene pot. Then, wet mixing was performed by a ball mill device for 16 hours. After mixing and drying, the zirconia balls and the mixed powder were separated by sieving.

得られた混合粉を、カーボン製の成形型に装入し、真空雰囲気(7Pa)で、表1に示す焼結温度、保持時間、加圧圧力で、加圧焼結を実施し、焼結体を得た。
得られた焼結体を機械加工し、評価用のスパッタリングターゲット(126mm×178mm×6mm)を製造した。そして、以下の項目について評価した。
The obtained mixed powder was charged into a carbon molding mold, and pressure-sintered at a vacuum atmosphere (7 Pa) at the sintering temperature, holding time, and pressure shown in Table 1 to perform sintering. I got a body.
The obtained sintered body was machined to produce a sputtering target (126 mm × 178 mm × 6 mm) for evaluation. Then, the following items were evaluated.

(金属の溶け出し)
焼結後において、金属(Sn又はZn)の溶け出しの有無を目視で観察した。評価結果を表2に示す。なお、金属の溶け出しが認められた場合には、後述するスパッタ試験を実施しなかった。
(Melting metal)
After sintering, the presence or absence of metal (Sn or Zn) leaching was visually observed. The evaluation results are shown in Table 2. If metal leaching was observed, the spatter test described later was not carried out.

(スパッタリングターゲットの組成)
得られたスパッタリングターゲットから測定試料を採取し、採取した測定試料を砕いて測定用粉末とした。この測定用粉末を用いて、粉末X線回折装置(ブルカー・エイエックスエス社製D8 ADVANCE)によって測定を行い、リートベルト法(解析ソフト:ブルカー・エイエックスエス社製TOPAS(version5))により解析を行うことで、スパッタリングターゲットの組成を算出した。測定結果を表2に示す。なお、測定条件は以下のとおりとした。
線源:Cu
管電圧:40kV
管電流:40mA
走査範囲:15~128deg
ステップ幅:0.01deg
(Composition of sputtering target)
A measurement sample was collected from the obtained sputtering target, and the collected measurement sample was crushed into a powder for measurement. Using this powder for measurement, measurement is performed by a powder X-ray diffractometer (D8 ADVANCE manufactured by Bruker AXS Co., Ltd.), and analysis is performed by the Rietveld method (analysis software: TOPAS (version5) manufactured by Bruker AXS Co., Ltd.). The composition of the sputtering target was calculated. The measurement results are shown in Table 2. The measurement conditions were as follows.
Radioactive source: Cu
Tube voltage: 40kV
Tube current: 40mA
Scanning range: 15-128 deg
Step width: 0.01deg

(金属錫相の有無)
得られたスパッタリングターゲットからX線回折パターン測定用試料を採取し、X線回折分析(XRD)を、以下の条件で行い、金属錫相の有無を確認した。測定結果を表2に示す。また、測定結果の一例を図3に示す。
装置:理学電気社製(RINT-UltimaIII)
管球:Cu
管電圧:40kV
管電流:40mA
走査範囲(2θ):10°~90°
スリットサイズ:発散(DS)2/3度、散乱(SS)2/3度、受光(RS)0.8mm
測定ステップ幅:2θで0.04度
スキャンスピード:毎分4度
試料台回転スピード:30rpm
(Presence or absence of metallic tin phase)
A sample for measuring an X-ray diffraction pattern was taken from the obtained sputtering target, and X-ray diffraction analysis (XRD) was performed under the following conditions to confirm the presence or absence of a metallic tin phase. The measurement results are shown in Table 2. Further, an example of the measurement result is shown in FIG.
Equipment: Made by Rigaku Denki Co., Ltd. (RINT-UltimaIII)
Tube: Cu
Tube voltage: 40kV
Tube current: 40mA
Scanning range (2θ): 10 ° to 90 °
Slit size: divergence (DS) 2/3 degree, scattering (SS) 2/3 degree, light receiving (RS) 0.8 mm
Measurement step width: 0.04 degrees at 2θ Scan speed: 4 degrees per minute Sample table rotation speed: 30 rpm

(相対密度)
実施形態の欄に記載した方法で「理論密度」を算出した。また、得られたスパッタリングターゲットの重量を寸法から得られた体積で割った値を「測定密度」とした。
この理論密度と、得られたスパッタリングターゲットの測定密度とを用いて、理論密度比を下記の式により算出した。測定結果を表2に示す。
相対密度(%)=(測定密度)/(理論密度)×100
(Relative density)
The "theoretical density" was calculated by the method described in the column of the embodiment. Further, the value obtained by dividing the weight of the obtained sputtering target by the volume obtained from the dimensions was defined as the "measurement density".
Using this theoretical density and the measured density of the obtained sputtering target, the theoretical density ratio was calculated by the following formula. The measurement results are shown in Table 2.
Relative density (%) = (measured density) / (theoretical density) x 100

(比抵抗値)
スパッタリングターゲットについて、抵抗測定装置により、比抵抗値を測定した。抵抗測定装置として、三菱化学株式会社製の低抵抗率計(Loresta-GP)を用い、四探針法で測定した。測定時の温度は23±5℃、湿度は50±20%にて測定した。測定結果を表2に示す。
(Specific resistance value)
The resistivity value of the sputtering target was measured by a resistance measuring device. As a resistance measuring device, a low resistivity meter (Loresta-GP) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used, and the measurement was performed by the four-probe method. The temperature at the time of measurement was 23 ± 5 ° C., and the humidity was 50 ± 20%. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 0007024636000001
Figure 0007024636000001

Figure 0007024636000002
Figure 0007024636000002

原料として、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉とを用いた比較例1においては、金属錫相が確認されなかった。そして、比抵抗値が高く、DCスパッタを行うことができなかった。
原料として、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第一錫(SnO)粉とを用いた比較例2においては、金属錫相が生成したが、金属の溶け出しが確認された。また、相対密度が95%未満と低くなった。
In Comparative Example 1 in which zinc oxide (ZnO) powder and stannous tin oxide (SnO 2 ) powder were used as raw materials, no metallic tin phase was confirmed. Then, the specific resistance value was high, and DC sputtering could not be performed.
In Comparative Example 2 in which zinc oxide (ZnO) powder and stannous oxide (SnO) powder were used as raw materials, a metallic tin phase was formed, but leaching of the metal was confirmed. In addition, the relative density was as low as less than 95%.

原料として、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と金属亜鉛粉を用い、400℃で焼結した比較例3においては、金属錫相が確認されなかった。また、金属の溶け出しが確認された。さらに、相対密度が95%未満と低くなった。
原料として、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と金属亜鉛粉を用い、950℃で焼結した比較例4においては、金属錫相が生成したが、金属の溶け出しが確認された。また、相対密度が95%未満と低くなった。
In Comparative Example 3 in which zinc oxide (ZnO) powder, stannous tin oxide (SnO 2 ) powder, and metallic zinc powder were used as raw materials and sintered at 400 ° C., no metallic tin phase was confirmed. In addition, it was confirmed that the metal had melted out. Furthermore, the relative density was as low as less than 95%.
In Comparative Example 4 in which zinc oxide (ZnO) powder, stannic oxide (SnO 2 ) powder, and metallic zinc powder were used as raw materials and sintered at 950 ° C., a metallic tin phase was formed, but the metal was melted out. Was confirmed. In addition, the relative density was as low as less than 95%.

原料として、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と金属錫粉を用い、950℃で焼結した比較例5においては、金属錫相が生成したが、金属の溶け出しが確認された。また、相対密度が95%未満と低くなった。 In Comparative Example 5 in which zinc oxide (ZnO) powder, stannous tin oxide (SnO 2 ) powder, and metallic tin powder were used as raw materials and sintered at 950 ° C., a metallic tin phase was formed, but the metal was melted out. Was confirmed. In addition, the relative density was as low as less than 95%.

これに対して、原料として、酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と酸化第一錫(SnO)粉を用いた本発明例1-5においては、焼結後の組織中には金属錫相が形成されていた。また、相対密度も95%以上と高くなった。さらに、比抵抗値が低く、安定してDCスパッタを実施可能であった。 On the other hand, in Example 1-5 of the present invention using zinc oxide (ZnO) powder, stannous oxide (SnO 2 ) powder and stannous oxide (SnO) powder as raw materials, the structure after sintering is used. A metallic tin phase was formed inside. In addition, the relative density was as high as 95% or more. Further, the specific resistance value was low, and DC sputtering could be stably performed.

以上のように、本発明例によれば、異常放電の発生を抑制することができるとともに、比抵抗値が低く、安定してDCスパッタが可能なスパッタリングターゲットを製造可能であることが確認された。 As described above, according to the example of the present invention, it has been confirmed that it is possible to manufacture a sputtering target capable of suppressing the occurrence of abnormal discharge, having a low resistivity value, and stably performing DC sputtering. ..

Claims (4)

ZnとSnとOを主成分とし、ZnとSnを原子比でZn/(Zn+Sn)が0.1以上0.6以下の範囲内となるように含有し、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、金属錫相を有するスパッタリングターゲットの製造方法であって、
酸化亜鉛(ZnO)粉と酸化第二錫(SnO)粉と酸化第一錫(SnO)粉を混合して原料粉を得る原料粉形成工程と、得られた前記原料粉を加圧しながら加熱して焼結し、焼結体を得る焼結工程と、を有し、
前記焼結工程において、酸化第一錫(SnO)を反応させて、前記金属錫相を生成させることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
The main components are Zn, Sn and O, and Zn / (Zn + Sn) is contained so that the atomic ratio of Zn / (Zn + Sn) is in the range of 0.1 or more and 0.6 or less, and the tin oxide phase and the tin-zinc composite oxide are contained. It is a method for manufacturing a sputtering target having a phase as a main phase and a metallic tin phase.
A raw material powder forming step of mixing zinc oxide (ZnO) powder, stannic oxide (SnO 2 ) powder, and stannous oxide (SnO) powder to obtain a raw material powder, and heating while pressurizing the obtained raw material powder. It has a sintering process to obtain a sintered body by sintering.
A method for producing a sputtering target, which comprises reacting stannous oxide (SnO) to form the metallic tin phase in the sintering step.
前記原料粉形成工程において、前記原料粉における酸化第一錫(SnO)粉の含有量が1mol%以上20mol%以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 The sputtering target according to claim 1, wherein in the raw material powder forming step, the content of tin oxide (SnO) powder in the raw material powder is in the range of 1 mol% or more and 20 mol% or less. Production method. 酸化第二錫(SnO)粉の平均粒径が30μm以下とされ、酸化第一錫(SnO)粉の平均粒径が30μm以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 1 . The method for manufacturing a sputtering target according to claim 2. 前記焼結工程においては、非酸化雰囲気で、焼結温度を950℃以上1200℃以下の範囲内、前記焼結温度での保持時間を180分以上300分以下の範囲内、加圧圧力を40MPa以下とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 In the sintering step, in a non-oxidizing atmosphere, the sintering temperature is in the range of 950 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, the holding time at the sintering temperature is in the range of 180 minutes or more and 300 minutes or less, and the pressurizing pressure is 40 MPa. The method for manufacturing a sputtering target according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is as follows.
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